CN102802529B - 用于微分相衬成像的校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明总体上涉及用于基于光栅的X射线微分相衬成像(DPCI)的校正方法以及能够有利地应用于X射线辐射照相术和层析成像的设备，用于对要扫描的样本对象或感兴趣解剖区域进行X射线DPCI。更确切地说，提出的发明提供了一种适当方式，有助于增强采集的X射线图像的图像质量，其受到相位缠绕的影响，例如，在Talbot-Lau型干涉仪的探测器平面中，在X射线束在相移分束光栅处衍射之后，所发射的所述X射线束的所得莫尔干涉图案中。这种问题被所获得的DPCI图像中的噪声进一步加重，如果所探测X射线图像中两个相邻像素之间的相位改变超过π弧度，就会发生这种问题，其受到对象局部相位梯度上线积分的影响，这种线积分诱发2π弧度的相位偏移误差，导致平行于所述线积分方向的显著线人为噪声。

Description

用于微分相衬成像的校正方法

技术领域

本发明总体上涉及一种用于基于光栅的X射线微分相衬成像(DPCI)的校正方法以及能够有利地应用于X射线辐射照相术和层析成像的设备，用于对要扫描的样本对象或感兴趣解剖区域进行硬X射线DPCI。更确切地说，所提出的发明提供了一种适当方式，其有助于增强采集的X射线图像的图像质量，其受到相位缠绕的影响，例如，在Talbot-Lau型干涉仪的探测器平面中，在X射线束在相移分束光栅处发生衍射之后，所发射的所述X射线束的所得莫尔干涉图案中。这种问题被所获得的DPCI图像中的噪声进一步加重，如果所探测X射线图像中两个相邻像素之间的相位改变超过π弧度，就会发生这种问题，这种问题受到对象局部相位梯度上线积分的影响，这种线积分诱发2π弧度的相位偏移误差，导致平行于所述线积分方向的显著线伪影。

背景技术

X射线辐射照相术和层析成像是针对多种应用的重要方法，例如，体样本的非破坏性研究、工业产品的质量检查和患者身体内部感兴趣解剖结构和组织区域的非侵入性检查，这是因为硬X射线束的穿透深度非常高，能够记录衰减系数的锐利投影。X射线成像由此产生优异的结果，其中诸如骨骼的高吸收解剖结构嵌入到吸收较弱物质的组织中。不过，在检查吸收截面类似的不同种类组织的情况下(例如，在乳房X射线照相术或血管造影术中)，X射线的吸收对比度较差。结果，由于常常难以获得具有充分大振幅反差的X射线辐射成像或层析成像数据集，对于某些组织成分而言，在利用当前基于医院的X射线系统获得的吸收辐射照片中区分病理和非病理组织仍然困难。尤其是对于诸如乳房X射线照相术的医疗应用而言，需要高辐射剂量以提供充分高的对比度与噪声比，这严重地损伤了患者和临床工作人员的健康。

为了克服这些局限，相位成像是弱吸收物质辐射成像的有希望的替代技术。已经研究了几种方法，以从穿过相位目标的X射线的相移产生射线照片对比度。可以将这些方法分为干涉测量方法、使用分析器的技术和自由空间传播方法。所有这些方法在所记录信号的性质、实验设备和对照射辐射的要求方面大相径庭。由于相位敏感成像技术需要空间和/或时间相干性高的X射线，所以它们中的大多数是结合晶体或多层光学系统，在同步加速器设施处实施的，或者它们使用低功率微焦点X射线管。如F.Pfeiffer，T.Weitkamp等人的文章“Phase retrieval and differentialPhase-contrast imaging with low-brilliance X-ray sources”(NaturePhysics，vol.2，No.4，2006，pp.258-261，March 2006，ISSN：1745-2473)中所述，要求的空间和时间相干长度ξ_s和ξ_t通常在约1μm的范围中。基于传播的方法能够克服对时间相干性的严格要求，根据Pfeiffer和Weitkamp，已经论证，这种方法利用宽能谱能够很好工作，导致时间相干长度ξ_t约为1nm。不过，如这些作者所示，他们仍然需要典型的空间相干长度ξ_s≥1μm，当前仅能够从微焦点X射线源(相应地具有小功率)或同步加速器获得。到目前为止，这些约束一直阻碍着相位敏感X射线成像的最后突破，使其难以成为医疗或工业应用的标准方法。

硬X射线在物质中的弹性散射截面导致穿过感兴趣的对象的波发生相移，这种截面通常远大于吸收截面。例如，穿过50μm厚的生物组织片的17.5keV X射线仅衰减百分数的一小部分，而以弧度为单位的相移接近π。于是，记录X射线的相移而不是仅仅记录其吸收有可能显著提高对比度。采用多种X射线技术探测样本的相位对比度，即，将其转换成图像平面中的振幅对比度。一些技术使用相干硬X射线在相位目标边缘的菲涅耳衍射显著改善了显微X射线照相术中对象的可视性(例如，参见Snigirev，I.等人“On the possibilities of X-ray phase contrast microimaging bycoherent high-energy synchrotron radiation”，Rev.Sci.Instrum.66(1995)，pp.5486-5492)。在第一种近似中，获得的强度分布与折射率分布的拉普拉斯算子成比例，例如，如P.Cloetens等人的文章“Observationof microstructure and damage in materials by phase sensitiveradiography and tomography”(J.Appl.Phys.81(1997)，pp.5878-5886)中所述，在某些情况下，从单个显微照片重构相位目标(参见Nugent，K.A.等人，“Quantitative phase imaging using hard X-rays”，Phys.Rev.Lett.77(1996)，pp.2961-2964)是可能的。在P.Cloetens，W.Ludwig等人的“Hard X-ray phase imaging using simple propagation of a coherentsynchrotron radiation beam”(J.Phys.，D.32(1999)，pp.A145-A151)中介绍，通过对利用位于距样本不同距离的探测器采集的图像系列进行数值评估，可以获得任意相位对象的定量信息。

测量引入到波前的相移的最灵敏方法是干涉测量法。在大约四十年前U.Bonse和M.Hart的文章“An X-ray interferometer”(Appl.Phys.Lett.6(1965))中介绍了在硬X射线范围中工作的Mach-Zehnder型干涉仪的设备。它由三个部分透射的布拉格晶体构成，所述布拉格晶体被用作分束器和重新组合元件。将入射的光分成两个独立分支，其中之一通过样本，而另一个用作未受干扰的参考光束。两个光束在干涉仪出口处发生干涉，给出代表光程差的强度分布，如果对准完美，从而给出对象导致的相移。Ando和Hosoya在七十年代早期利用这种装置率先进行了相衬成像(参见M.Ando和S.Hosoya，in：G.Shinoda，K.Kohra，T.Ichinokawa(Eds.)，Proc.6th Intern.Conf.On X-ray Optics and Microanalysis，“Observationof Antiferromagnetic Domains in Chromium by X-ray Topography”，Univ.of Tokyo Press，Tokyo，1972，pp.63-68)，更新近的设备已产生大量优异的相衬图像和计算机层析照片，例如生物标本的图像，例如，在A.Momose等人的文章“Phase-contrast X-ray computed tomography for observingbiological specimens and organic materials”(Rev.Sci.Instrum.66(1995)，pp.1434-1436)中以及在F.Beckmann等人的文章“Three-dimensional imaging of nerve tissue by X-ray Phase-contrastmicrotomography”(Biophys.J.76(1999)，pp.98-102)中所述。主要的技术难题是对光学部件机械稳定性的极高要求，因为光学部件的相对位置必须要在晶格常数几分之一的范围内稳定，即小到亚埃的尺度。因此，Bonse-Hart干涉仪的操控非常困难，尤其是在做得足够大以研究大样本时。

基于光栅的X射线微分相衬成像(DPCI)给出了用于增强X射线辐射照相或层析图像的对比度的频繁使用的成像方法，其能够沿着投影线同时采集对象吸收以及微分相位。这种技术不需要空间或时间相干的源，在机械方面鲁棒，可以增大到大视场，并提供对比度增强的相位敏感成像的所有好处。此外，DPCI与常规吸收辐射照相术完全兼容，适用于X射线医疗成像、工业非破坏性试验和使用其他类型低辉度辐射(例如中子辐射)的所有种类的成像应用。于是，DPCI提供了可用于对比度增强、材料组成分析或减少剂量的宝贵额外信息。

最近，Villigen(瑞士)的Paul-Scherrer Institute小组展示了用于Talbot-Lau型硬X射线成像干涉仪的新DPCI设备的简单实现，能够将其有利地用于医疗成像。在F.Pfeiffer，T.Weitkamp等人的文章“Phaseretrieval and differential Phase-contrast imaging withlow-brilliance X-ray sources”(Nature Physics，vol.2，No.4，2006，pp.258-261，March 2006，ISSN：1745-2473)中，提出了一种使用微分相衬设备的光栅干涉仪，可以将其有效地用于利用低辉度多色X射线源检索定量相位图像。类似于可见光或软X射线范围中的等价方式，可以证明，可以使用两个光栅，利用来自明亮同步加速辐射源的多色X射线进行DPCI。在Pfeiffer和Weitkamp的文章中，描述了使用第三个光栅如何能够成功针对低辉度X射线源适应该方法。这两位作者提出的设备由周期为p₀的源光栅G₀、周期为p₁的相移光栅G₁(置于要成像的对象O后方下游方向，充当分束器)和周期为p₂的吸收光栅G₂构成(图1a和1b)。源光栅G₀通常可以实现为具有透射缝的阵列掩模，置于X射线管阳极附近，产生个体相干但相互非相干的源阵列。它有效地允许使用较大(即，平方毫米尺度的)的X射线源，不会对DPCI方法的相关性要求有影响。每个线源的宽度与源光栅周期p₀之比γ₀应当足够小，以为DPC成像过程提供充分大的空间相干性。更确切地说，对于对应于第一Talbot距离d＝p₁ ²/8λ给出的光栅G₁和G₂之间的距离d，其中λ是所发射X射线束的波长，需要空间相干长度ξ_s＝λl/γ₀p₀≥p₁，其中l表示光栅G₀和G₁之间的距离。对于周期p1为几微米的典型值，所需的空间相干长度ξs大约为1μm，类似于其他已知方法的要求(参见F.Pfeiffer，T.Weitkamp等人的文章“Phase retrieval anddifferential Phase-contrast imaging With low-brilliance X-raysources”，(Nature Physics，vol.2，No.4，2006，pp.258-261，March2006，ISSN：1745-2473))。重要的是要指出，即使对于仅有两个光栅(G₁和G₂)的设备，也不需要平行于光栅刻线方向上的空间相干性，这与基于传播的方法相反。由于源光栅G₀可以包含大量的个体孔，每个孔都产生充分相干的虚拟线源，可以有效地使用源尺寸超过平方毫米的标准X射线发生器。为了确保G₀产生的每个线源都对成像过程有建设性贡献，设备的几何尺寸应当满足条件p₀＝p₂·l/d(参见图1c-e)。重要的是要指出，总的源尺寸w仅决定最终成像分辨率，由wd/l给出。这样的阵列源使空间分辨率与空间相干性解耦，如果在试验中可以容忍对应的空间分辨率wd/l，能够使用两个方向的相干长度都小到ξ_s＝λl/w～10^-8m的X射线照射。最后，假设ξ_t≥10^-9m的时间相干性是充分大的，可以推论，Pfeiffer和Weitkamp的方法(同上)如果与现有技术比较，为了进行相位敏感成像，需要的最小相干体积为ξ_s ²·ξ_t。作为光栅G₀的替代，可以使用结构化源，如J.Baumann等人在EP 1803398A1中所述。在这里，由X射线源空间受限的发射区域替代G₀的孔，例如由X射线管中的结构化阳极表示这种发射区域。

利用相位光栅G₁和吸收光栅G₂形成的所得DPC图像的形成过程类似于已知方法，例如Schlieren成像或衍射增强成像。其实质上依赖于如下事实：放在X射线束路径中的相位目标导致通过相位目标O传输的射束发生轻微偏转(参见图1b)。DPC成像的基本构思取决于在局部探测这些角偏移。如F.Pfeiffer，C.Kottler等人在“Hard X-ray phase tomography withlow-brilliance sources”(Physical Review Letters，2007，vol.98，Article ID 108105)中所述，在相位光栅G₁处获得的偏转角α，从而每个像素位置P(x，y)的强度振荡的相位直接与对象相移的局部梯度成比例，并可以通过如下方程量化

$\mathrm{\α}(x,y)=\frac{\mathrm{\λ}}{2\mathrm{\π}}\·\frac{\∂\mathrm{\Φ}(x,y)}{\∂x}=\underset{-\∞}{\overset{+\∞}{\∫}}\frac{\∂\mathrm{\δ}(x,y,z)}{\∂x}\mathrm{dz}---\left(1\right)$

其中x表示垂直于干涉仪设备光轴OA(由中央X射线束CXB的轴z给出)且垂直于光栅G₀，G₁和G₂的光栅刻线(由图1a中三维笛卡尔坐标系的y轴给出)的横向，Φ(x，y)表示作为两个横向x和y的函数的入射波前的相位轮廓，λ是入射X射线的波长，而δ(x，y，z)是对象折射率n(x，y，z)的实部与1相比的减量，即n(x，y，z)＝1-δ(x，y，z)+jβ(x，y，z)，其中β(x，y，z)表示这个折射率的虚部，而是虚数单位。

对于弱吸收对象，探测到的强度是对象局部相位梯度的直接度量。于是能够通过沿x轴进行简单的一维积分检索到对象的总相移。可以通过将单次曝光分到针对光栅G₂的不同位置拍摄的一组图像中实现测量的更高精度。这种方法还允许将DPC信号与其他贡献分离，其他贡献例如是对象不可忽略的吸收或在对象前方就已经不均匀的波前相位分布。Pfeiffer和Weitkamp提出的方法与常规吸收辐射照相术完全兼容，因为它同时产生独立的吸收和相衬图像，使得信息可用于两者。

轻微的偏转角α(在相位光栅G₁上产生轻微的入射角)在G₁下游距离d处导致干涉条纹的局部位移Δx＝d·tan(α)≈d·α(对于α[rad]＜＜1)。因此能够将相位目标O的折射率导致的局部相位梯度转换成干涉条纹的局部位移Δx。由于直接确定这些条纹的精确位置需要空间分辨率在亚微米范围中的探测器，所以使用吸收光栅G₂(实现为等间距金杆和透射缝的掩模(参见下文图1e的描述))确定探测器像素之内条纹的平均位移Δx。由此，吸收光栅周期p₂等于无失真的干涉图案的周期。

如果垂直于光栅条(grating bar)(这表示沿图1a所示的x方向)步进移动吸收光栅G₂并在每个位置拍摄单幅照片，每个像素的实测信号变为吸收光栅在x方向的位置x_g的振荡函数。这种周期信号中极大值的位置与平均位移Δx成比例，从而与上述局部相位梯度成比例。因此，针对每个像素确定平均位移偏移(Δx)产生了相位梯度的图像。此外，这种强度振荡一个周期上的平均值与通过对象的透射强度成比例，从而提供了吸收辐射照片。利用这种相位步进采集模式，可以同时测量吸收图像和局部相位梯度图像。对于λ＜0.1nm的硬X射线，偏转角较小，通常约为几个微弧度。在上述已知设备中，由相位光栅G₁和吸收光栅G₂形成的布置实现对这种偏转角的确定。最简单地讲，可以将其视为多元准直器，将角偏移转换成可以利用标准成像探测器探测的局部透射强度的变化。

通过这种方式，必须要指出，Talbot-Lau型干涉仪的原理不限于线光栅。根据M.Jiang等人(在Int.J.Biomed.Imaging中，文章ID 827152，Vol.2008)，二维结构化光栅能够不仅确定在一个方向(x)上的相位梯度而且能够确定在垂直于x方向的方向(y)上的相位梯度这是通过沿着y方向进行额外相位步进采集的。

A.Olivo和R.Speller(在Phys.Med.Biol.52，pp.6555-6573(2007)中)提出了“编码孔”技术作为另一种确定相位梯度和/或的基于光栅的方法。在这种方法中，将名为“编码孔”的结构化X射线吸收掩模直接放在要检查的对象前方。这种掩模提供了小孔径，类似于Talbot-Lau型干涉仪中的光栅G₀，在远程X射线照射的情况下，其产生截面面积由孔形状界定的一系列接近平行的X射线束。因此，将第二编码孔光栅直接放在探测器前方。选择第二掩模的孔，使得每个X射线束的定义部分被遮挡，对于每个射束，通过第二掩模透射预定义的强度。调整第二掩模后方的探测单元，使得每个X射线束的透射强度得到平均并分别附着于一个图像像素。由于对象放在第一和第二掩模之间，所述X射线束的每个被对象结构衍射，与没有对象的情况下获得的射束方向相比，导致射束发生角偏转。每个射束的偏转导致探测单元中每个射束的偏离信号，因为第二掩模上的照射区域被横向平移。结果，针对每个射束采集的信号(对于每个像素的平均)与每个射束的偏转成比例，因此如果掩模由y方向的平行线构成，与相位梯度成比例。如果使用二维图案化编码孔，也可以独立确定相位梯度和通过额外的步进和采样过程，例如通过将第二掩模平移到x和y方向上并因此确定相位梯度矢量投射到探测器平面上的x分量和y分量，来确定每个射束偏转的方向。

EP 1879020A1描述了一种x射线干涉仪，具体而言描述了一种硬x射线干涉仪，用于从对象获得定量的x射线图像。

Gianfranco Fornaro等人在“Global and local phase-unwrappingtechniques：a comparison”(Journal of the Optical Society of AmericaVol.14，No.10.1，October 1997，Page 2702-2708)描述了基于相位梯度的估计的线积分的局部相位解缠和整体相位解缠之间的关系。

发明内容

DPCI的一个主要缺点是2π相位缠绕，如果两个相邻像素之间的相位(以弧度为单位给出)改变超过π，可能发生这种情况。在这种情况下，如C.Kottler等人在Optics Express 15(3)，p.1175(2007)中所述，在沿着线对微分相位积分之后诱发出2π的偏移误差。这个问题被DPCI图像中的噪声加重。结果，出现了平行于相位微分/积分方向的显著线伪影(参见图4d和4e)。为了解决这个问题，Kottler等人提出绕着光轴将DPCI设备旋转90°，拍摄第二DPCI图像并接下来组合两幅图像。不过，这种方法对于医疗成像而言有问题，这是因为在临床流程期间旋转设备在机械公差和精度方面是有机械学方面的难度的。此外，需要利用X射线对患者进行二次曝光，出于剂量的原因，这是不可接受的。

有鉴于此，本申请的目的是探测并校正这样的相位缠绕，以便增强所获X射线图像的对比度。为了实现这个目的，本申请提出使用吸收图像的信息探测相位缠绕并校正它们。

本申请的第一示范性实施例涉及一种借助于电磁波或物质波对对象成像的设备，其中对象导致电磁波或物质波根据局部折射率改变相位信息。根据该第一示范性实施例的优选方面，这些电磁波可以由X射线辐射给出。提出的设备包括用于发射穿透所述对象的电磁波或物质波的辐射源，用于探测这些电磁波或物质波的辐射探测器，以及用于获得表示对象在至少一个垂直于干涉仪设备光轴的横向上的局部相位梯度的信息的处理模块。根据本发明，所述处理模块适于确定噪声像素的像素位置和/或局部相位梯度在所探测相位梯度图像的哪些像素位置超过预定义阈值并将这些像素标记为“坏”，对局部相位梯度执行线积分，从而产生积分相位梯度图像，分析所述积分相位梯度图像以用于已标记为“坏”的强相位梯度像素后方出现的特性线伪影，并且如果分析表明在通过标记为“坏”的像素之后持续有因为所述线积分诱发的紧邻线伪影之间的实测2π相位偏移误差或其整数倍的相位偏移误差，则在每个“坏”像素位置引入2π弧度或其整数倍的校正相位偏移，以便补偿这一2π相位偏移误差或其整数倍的相位偏移误差。

提出的设备例如可以包括Talbot-Lau型基于DPCI的光栅干涉仪设备，用于利用所述干涉仪进行微分相衬成像，其包括至少一个源光栅，用于实现空间射束相干性，实现为具有周期性调制透射的阵列孔掩模并放在辐射源紧后方的下游方向；至少一个具有周期性结构的衍射光栅，充当相移射束分束器，根据Talbot效应产生自成像；至少一个放在所述至少一个衍射光栅后方且在辐射探测器前方的分析光栅，其中所述辐射探测器包括具有周期结构化衰减强度的波吸收器，适于对衍射光栅进行自成像；以及大到足够在至少一个源光栅和至少一个分析光栅之间任何地方放置要成像对象的体积。

至少一个源光栅和至少一个分析光栅可以都被实现为周期性结构，包括若干平行于第一方向取向的条纹，第一方向垂直于光轴，用于生成沿着垂直于第一方向且垂直于光轴的第二方向基本获得周期性调制的干涉图案。

作为其替代，所述至少一个源光栅和所述至少一个分析光栅可以都被实现为由二维阵列或栅格结构给出的周期性结构，在至少两个方向上呈现出周期性，所述至少两个方向垂直于所述光轴，用于生成沿垂直于所述光轴的至少两个方向基本获得周期性调制的干涉图案。

提出的设备任选地可以包括至少一个致动器模块，用于沿着垂直于所述光轴且平行于执行相位步进方法时包含的自成像的周期性的至少一个方向的方向偏移所述光栅中的至少一个，还包括控制模块，用于控制所述致动器模块，使得所述光栅中的至少一个根据所述相位步进方法偏移所述衍射光栅自成像的周期的预定义分数倍。

根据本发明的一特殊方面，可以规定，所述至少一个源光栅被具有与所替换的至少一个源光栅的孔的空间调制强度分布的波源替代或被至少一个点源的阵列替代，其中“点”表示小到足以满足空间相干性要求的发射区域。

可以利用编码孔(coded apertures)测量上述局部相位梯度，所述编码孔的特征是布置在所述辐射源后方的至少两个结构化波吸收掩模，其中所述至少两个结构化波吸收掩模的第一掩模可以提供多个截面区域垂直于彼此不交叠的射束方向的射束，所述波束任选地透射要成像的所述对象，且其中所述至少两个结构化波吸收掩模的第二掩模可以覆盖所述波束被所述辐射探测器探测之前的每个截面区域，其中所述第二掩模覆盖的每个波束的截面区域，从而所述辐射探测器探测的信号，取决于所述波束与所述局部相位梯度成比例的偏转。

本申请的第二示范性实施例涉及一种用于减小诱发的相位误差对借助于电磁波或物质波为对象成像的干涉仪设备图像质量的影响的方法，其中对象导致电磁波或物质波根据局部折射率改变相位信息。如上文参考本发明的第一示范性实施例所述，所述干涉仪设备包括用于发射穿透所述对象的电磁波或物质波的辐射源，用于探测这些电磁波或物质波的辐射探测器，以及用于获得表示对象在至少一个垂直于干涉仪设备光轴的横向上的局部相位梯度的信息的处理模块。根据本发明，所述方法包括如下步骤：确定噪声像素的像素位置和/或局部相位梯度在所探测相位梯度图像的哪些像素位置超过预定义阈值并将这些像素标记为“坏”，对局部相位梯度执行线积分，从而产生积分相位梯度图像，分析所述积分相位梯度图像以用于已标记为“坏”的强相位梯度像素后方出现的特性线伪影，并且如果分析表明在通过标记为“坏”的像素之后持续有因为所述线积分诱发的紧邻线伪影之间的实测2π相位偏移误差或其整数倍的相位偏移误差，则在每个“坏”像素位置引入2π弧度或其整数倍的校正相位偏移，以便补偿这一2π相位偏移误差或其整数倍的相位偏移误差。优选地，可能期望将这种方法用于减少诱发的相位误差对用于硬X射线相衬成像的Talbot-Lau型基于DPCI的光栅干涉仪设备图像质量的影响。

在探测所产生的X射线图像的干涉图案之内完全被“坏”像素围绕的图像区域的情况下，所述方法由此在执行所述确定步骤之前可以包括如下步骤：估计干涉图案的紧邻线伪影之间的2π相位偏移误差的数目。此外，可以规定所述方法包括如下步骤：通过计算内部区域和外部区域上2π相位偏移误差的平均数目并在应用与两个计算的平均值之间差异匹配最好的若干2π相位偏移上的和给出的整区域相位校正偏移，来估计该图像区域内部相对于该图像区域外部的2π相位偏移误差的数目。

如本申请提出的那样，主张保护的方法以如下步骤结束：从所述“坏”像素附近的“好”像素的相位偏移内插得到“坏”像素的相位偏移。还可以规定，使用可用吸收图像的信息对用于“坏”像素的校正偏移进行更好估计。

本申请的第三示范性实施例涉及在医疗X射线辐射照相术、3D旋转血管造影术或计算层析成像应用情形的范围中使用参考第二示范性实施例描述的方法，以增强所采集X射线图像的图像质量。

最后，本申请的第四示范性实施例涉及一种计算机程序，在运行于用于控制参考第一示范性实施例所述的设备的工作站的集成处理模块上时，用于执行参考所述第二示范性实施例所述的方法。

附图说明

将针对下文所述的实施例并参考附图以举例的方式阐述本发明的这些和其他有利方面。其中，

图1a示出了用于现有技术已知的Talbot-Lau型硬X射线成像干涉仪(参见F.Pfeiffer等人，Nature Physics 2，258(2006))的试验DPCI设备的3D示意图，

图1b是图1a所述试验DPCI设备的示意性顶视图(同上)，

图1c示出了来自图1a所示的试验DPCI设备的源光栅示意截面图，所述源光栅呈现为硅衬底上的金结构(同上)，

图1d示出了来自图1a所示试验DPCI设备的相位光栅的示意性截面图，所述相位光栅具有4μm的光栅周期并呈现为22μm的高硅(Si)结构(同上)，

图1e示出了来自图1a所示试验DPCI设备的吸收光栅的示意截面图，所述吸收光栅具有2μm的光栅周期并呈现为通过电镀填充金(Au)的硅(Si)结构(同上)，

图2示出了图1a所示的试验DPCI设备的相位光栅和吸收光栅之间生成的干涉图案，用于展示三个特征距离中栅格的“自成像”效应，更多称为Talbot效应(来自F.Pfeiffer等人，Phys.Rev.Lett.94，164801(2005))，

图3a-d示出了通过沿平行于相应光栅平面延伸的方向x偏移吸收栅格获得的对象的四个探测X射线图像，用于例示微分相衬的探测(源自T.Weitkamp等人，Optics Express 13(16)，6296(2005))，

图3e示出了由于图1a的试验DPCI设备的探测器上的入射X射线束中的相位对象导致的射束折射，由光栅干涉仪获得的偏移干涉图案，由于衍射图案的对应偏移，这导致通过分析器的局部透射强度变化(同上)，

图4a+b示出了两幅探测到的X射线图像，针对干涉仪设备的两个不同取向示范性示出了微分相衬，其中取向的不同是分别绕光轴旋转了90°(来自C.Kottler等人，Optics Express 15(3)，1175(2007))，

图4c示出了处理图4a+b所示的微分相衬图像得到的绝对相位，示范性示出了为参考图4d+e所述的处理去除所产生的线伪影(同上)，

图4d+e示出了在图4a+b所示的微分相衬图像逐条线积分之后的绝对相位对比度，其中沿着积分方向的特性线伪影变得可见(同上)，

图5a示出了第一示意图，用于以图形方式例示随机像素噪声诱发的积分相位梯度中的相位缠绕，

图5b示出了第二示意图，用于以图形方式例示由具有强相位梯度的“坏”像素围绕的图像平面内部和外部的积分相位梯度的缠绕，以及

图5c示出了第三示意图，用于以图形方式例示在利用本申请提出的请求保护的方法校正相位缠绕之后，图5b的图像平面内部的积分相位梯度的校正。

具体实施方式

在下文中，将参考附图并从现有技术的简述开始，更详细地描述根据本发明主张保护的DPCI设备的示范性实施例。

图1a和1b中示出了用于从Pfeiffer和Weitkamp那里知道的Talbot-Lau型硬X射线成像干涉仪的试验DPCI光栅干涉仪设备。使用这种干涉仪导致如下效应：干涉的X射线束未完全分开，而是仅仅切变了小的角度，使得它们穿过样本不同的密集分布部分。Pfeiffer和Weitkamp的硬X射线成像干涉仪包括不相干的X射线源S、用于实现射束相干性的源光栅G₀、具有多个等间距X射线吸收条的衍射光栅G₁(这里也称为相位光栅)、吸收光栅G₂(也称为分析光栅)和用于探测莫尔干涉图案图像数据的X射线探测器D，所述莫尔干涉图案包含关于穿过对象O和衍射光栅G₁之后偏转且相移的X射线束的相移的信息，所述衍射光栅G₁的吸收条平行于与干涉仪的光轴正交的方向延伸，充当相移分束器并放在对象后方的下游方向。此外，提供了用于记录所述辐射探测器在相位步进方式中供应的图像数据的工作站WS的处理模块μP，用于存储这些数据的非易失性读存取存储器(RAM)，以及用于使所得莫尔干涉图案的记录图像数据可视化的监视屏MS或显示器。

图1c中在截面图中示出了源光栅G₀的结构，G₀产生个体相干但相互非相干源的阵列。作为G₀的替代，可以使用结构化源，其中由X射线源空间受限的发射区域替代G₀的孔，例如由X射线管中的结构化阳极表示这种发射区域。射束路径中的相位目标O导致X射线每个相干子集发生轻微折射，这与对象的局部微分相位梯度成比例。这种小的角偏移导致通过光栅G₁和G₂组合的局部透射强度变化。

相位光栅G₁(参见图1d)充当分束器，将入射的X射线束基本分成两个第一衍射级。由于照射用的硬X射线波长(大约低于0.1nm)远小于光栅间距(长度约为1μm)，所以两个衍射束之间的角度非常小。在相位光栅G₁的下游，衍射束发生干涉，在称为分数Talbot距离的特定距离形成线性周期条纹图案，周期g等于相位光栅周期p₁的一半。应当指出，这些条纹的周期和横向位置不取决于X射线的波长。入射波前的扰动，例如在射束中的对象O上折射诱发的扰动，导致条纹发生局部位移。

不过，由于相位光栅间距p₁(从而干涉条纹的间距)不超过几微米，所以放在探测平面中的成像探测器D一般没有足够高的分辨率来分辨条纹。因此，与条纹具有相同周期和取向的吸收光栅G₂(参见图1e)充当成像探测器D的半透明掩模，将局部条纹位置变换成信号强度变化，并被放在成像探测器D的平面紧前方。因此，探测的信号曲线包含关于对象O的相位梯度的定量信息。为了将这种相位信息与信号的其他贡献分开，其他贡献例如是样本中的吸收、非均匀的照射或光栅的缺陷，已知会针对这种设备调整可见光干涉测量中使用的相位步进方法。于是，遵循T.Weitkamp，A.Diaz等人在文章“Quantitative X-ray phase imaging witha grating interferometer”(Opt.Express 13(2005)，pp.6296-6304)中更详细描述的过程，可以导出对象的两个独立的图像。第一个图像表示没有干涉仪时接收到的射束中的振幅对比度图像。它主要包含吸收对比度，可能包含一些由样本边缘的衍射导致的线内相位对比度。第二图像的强度信号与对象中的相移梯度成比例，这是称为微分相衬(DPC)图像的原因。可以通过简单的一维积分使用DPC图像获得对象的相位分布曲线。

显然，这种干涉仪设备中使用的光栅质量是决定性的。为了以足够大精度定义光栅结构，常规上使用微制造技术。重要的是光栅G₁和G₂具有正确的周期比。对于平面入射波，吸收光栅G₂的周期p₂应当比相位光栅G₁的周期小两倍，而对于入射球面波，需要包括轻微的校正。需要使用微光刻技术在硅衬底上界定光栅刻线图案。进一步的处理取决于所需要的个体性质。具体而言，相位光栅G₁的特征在于低吸收结构，向通过的X射线波引入大约π弧度的相移Δφ，而吸收光栅G₂的特征在于高吸收光栅刻线。从相位光栅G₁的线结构透射之后波前相移Δφ的实际大小取决于光栅刻线厚度和入射X射线束的波长λ。如果G₁被平面波照射，在探测器平面中形成强度的周期性干涉图案，其根据相位光栅G₁和所述探测器平面之间的距离而变化。例如，在第一Talbot距离处观察到平行于光栅刻线的线性条纹的周期性图案，第一Talbot距离由d₁＝p₁ ²/8λ给出。这些条纹的间距等于相位光栅周期p₁的一半。这些条纹的强度或幅度取决于并对显示出最大调制。

在Pfeiffer和Weitkamp的设备中，获得所需相移需要的相位光栅G1的结构高度与所用光子能量成比例。对于17.5keV而言，22μm的高度是最优的。

在这两位作者提出的设备中，相位光栅G₁的周期p₁接近4μm，导致结构的高宽比非常大。图1d示出了这种光栅的截面。该结构是在氢氧化钾溶液中通过湿法化学蚀刻制造的。作为衬底，使用具有<110>取向的250μm厚的硅晶片。使用高精度电子束光刻工艺对光栅图案曝光。线的取向沿着<112>方向，精确度好于0.1°，实现具有垂直侧壁的各向异性蚀刻。如C.David，E.Ziegler和B.的文章“Wet etched diffractive lensesfor hard X-rays”(J.Synchrotron Radiat.8(2001)，pp.1054-1055)中所述，这种工艺也用于制造线性菲涅尔带片。

吸收光栅G2的制造更加困难。第一，吸收光栅的周期p₂必须比相位光栅G₁的周期，即2μm，小两倍，第二，没有简单的蚀刻工艺能够以大高宽比对高吸收材料进行构图。结构高度再次取决于光子能量。在17.5keV处，将金用作吸收材料。为了实现DPC信号的高对比度，希望结构高度为10μm。第一，利用上述方法对硅光栅进行构图。然后，通过电沉积用金填充光栅的缝隙。使用掩模蒸镀工艺和选择性湿法蚀刻，能够让金从硅沟槽的底部生长，因为侧壁或硅脊上的任何沉积都会导致沟槽的不完全充填。图1e示出了由所述工艺制造的填充金的硅光栅的截面，其实现了吸收光栅G₂的功能。

尽管旧的(D)PCI方法存在上文简述的需要高单色性和相干性X射线源的问题，但Pfeiffer和Weitkamp的方法允许使用装备有额外源光栅G₀的标准X射线源(即X射线管)，源光栅确保了通过小孔的相干性。发射的X射线束在相位光栅G₁处衍射产生的干涉图案(参见图2)包含探测器平面中衍射极小值和极大值的相对位置(典型地为几个微米，并且取决于相位光栅上入射的波前的相移)中射束相移的所需信息。图2由此展示了在通过沿光轴OA的方向(即在z方向上)相对于相位光栅G₁的z坐标偏移吸收光栅G₂，将相位光栅和吸收光栅平面之间的距离d改变为特征值d₁，d₂或d₃(表示j＝1，2或3时的第j Talbot距离)时，相位光栅G₁的“自成像”效应(也称为Talbot效应)。在当前使用的DPCI设备中，d₁典型地约为几厘米。由于常规X射线探测器(通常分辨率约为150μm)不能分辨这样精细的衍射结构，所以利用吸收光栅G₂对获得的干涉图案采样，吸收光栅G₂的特征是周期类似于干涉图案周期的透射和吸收条的周期性图案。类似的周期在吸收光栅后方产生周期大得多的莫尔图案，其可以通过普通的X射线探测器探测到。为了探测微分相移，吸收光栅G₂需要在x方向(表示平行于特定光栅平面)偏移吸收光栅周期p₂的分数倍，这通常是大约1μm，这个流程也称为“相位步进”。可以从针对吸收光栅G2的每个位置获得的莫尔图案的相移Δφ：＝φ₂-φ₁提取两个采样位置“1”和“2”处的波前相位差，在此在四个不同采样位置x_g＝x₁，...，x₄给出吸收光栅的位置(参见图3a-d)。

为了更好地理解本发明如何工作，将参考图4a-e中所示的图案简要解释Kottler等人提出的相位积分算法。Kottler描述了，由于发生伪影的原因，通过沿x轴进行简单的一维积分进行相位检索可能无法给出质量令人满意的相位图像(参见图4d和4e)，有三个主要原因导致这些伪影。第一，如果要研究的相位对象比视场更大，那么边界条件，从而用于积分的开始波前轮廓φ(x＝0，y)是未知的。在图4d和4e中可以示范性看出这种情况，其中延伸通过图像边界的对象部分(花的花瓣)导致宽的阴影。伪影的第二种原因是相位梯度图像中的噪声。确定平均位移偏移(Δx)的统计误差当然取决于计数统计和执行的G₂相位步进次数。统计误差在整个积分过程中传播，从而导致平行于积分方向的条纹(参见图4d)。第三，相位缠绕导致与图像噪声类似的伪影。

图4d和4e的图案给出了如下情况的范例：对象配合到视场中，以高统计数值采集相位图像，但积分没有线伪影。为了克服这些问题，Kottler等人开发了一种方法，将来自两个独立积分方向的信息组合起来。该算法类似于在M.R.Arnison等人的文章“Linear phase imaging usingdifferential interference contrast microscopy”(J.Microsc.214，pp.7-12，2004)中针对可见光提出的算法。如C.Kottler等人的文章“Atwo-directional approach for grating based differential phasecontrast imaging using hard X-rays”(Optics Express，Vol.15(3)，2007，pp.1175-1181)中所述，构思是针对两个方向x和y都测量相位梯度图像，从而测量和其中通过绕着中央X射线束(CXB)的轴将相位对象O旋转90°采集在定义复相位梯度场

时(其中是虚数单位)，可以利用傅里叶导数定理将其二维傅里叶变换写成：

$F\left[g(x,y)\right](k,l)=\underset{-\&infin;}{\overset{+\&infin;}{\&Integral;}}\underset{-\&infin;}{\overset{+\&infin;}{\&Integral;}}g(x,y)\&CenterDot;e^{-2\mathrm{\&pi;j}\&CenterDot;(\mathrm{kx}+\mathrm{ly})}\mathrm{dxdy}$

$=2\mathrm{\&pi;j}\&CenterDot;(k+\mathrm{jl})\&CenterDot;F\left[\mathrm{\&Phi;}(x,y)\right](k,l)---\left(3\right)$

其中(k，l)表示对应于(x，y)的空间频率坐标。因此，可以通过向傅里叶逆变换中代入方程(2)获得波前分布φ(x，y)，获得：

$\mathrm{\&Phi;}(x,y)=F^{-1}\left[\frac{F[{\mathrm{\&Phi;}}_x(x,y)+j\&CenterDot;{\mathrm{\&Phi;}}_y(x,y)](k,l)}{2\mathrm{\&pi;j}\&CenterDot;(k+\mathrm{jl})}\right](x,y)---\left(4\right)$

在图5a-c中，示范性示出了根据本发明提出的方法是如何工作的。实质上，使用透射的X射线束通过吸收光栅G₂之后在探测器平面中获得的所采集X射线图像(在这里也称为“吸收图像”)的信息来探测吸收图像中的强相位梯度。

在第一步中，由于吸收和相移彼此相关(两者都直接取决于对象O的电子密度)，所以可以将强相位梯度标记为“坏”并相应地认为其可能诱发2π弧度的相位误差。在第二步中，从被标记为“坏”的像素开始分析积分的相位梯度图像，找到特性线伪影。如果分析表明，在“通过”已标记为坏的像素之后存在与相邻线之间2π或其整数倍的相位偏移，则在坏像素的位置引入2π弧度或其整数倍的校正相位偏移，并重新计算积分相位梯度图像。

图5a示出了图表，其示出了随机像素噪声诱发的相位缠绕的上述状况。如果图像区域被“坏像素”围绕(例如由于对象边界的原因)，则发生特殊情况。图5b示出了被坏像素围绕的图像区域内外的相位缠绕的这种状况。在这种情况下，可能有用的是通过独立对这两个区域中的相位偏移求平均值并在与两个确定的平均值之间差异匹配最好的若干2π相位偏移上应用和给出的整区域偏移，来估计该区域内部相对于外部区域的2π相位偏移误差的数目。在最后一步中，从这些坏像素邻域中好像素的相移内插得到坏像素的相移。图5c中示出了图示，其示出了校正相位缠绕之后图5b所示的图像区域。

更确切地说，根据本申请主张保护的方法提出执行如下步骤：

1.估计图像左边缘的“开始”相位偏移(如果相位对象O未延伸在图像左边缘上方，该相位偏移可能很小)。否则，对于图像左边缘，从吸收图像逐条线地估计相位偏移。

2.分析吸收图像，找到强梯度和/或噪声像素，将它们标记为“坏”。

3.在局部相位梯度上沿x方向计算线积分(即，恢复绝对相位)。

4.为好像素的区域执行图像分割。

5.对于每个区域，选择基准线并从吸收图像估计绝对相位(例如，选择最长的“看起来健康的”线段)并检查相位图像中的线是否与良好像素中相邻线相差接近2π的相位偏移。如果是的话，搜索微分相位图像中下一个左侧坏像素并校正模数2π(这意味着之后必须重新计算所获得的相位图像)。之后，重复步骤5，直到在图像平面中不再能找到呈现出2π弧度或其整数倍的相位差的系统性线伪影。

6.例如，通过直接从吸收图像的局部相位梯度估计相位偏移来对坏像素进行内插。

对于“坏”像素而言，可以通过如下方式在相位梯度图像之内执行替代方式的内插：在要内插的像素附近的好像素区域之内，可以最终利用统计学光滑函数为实测的相位差相对于吸收图像中实测差异进行相关性绘图。

假设噪声不是限制因素，应当看到这两个量之间几乎线性的从属性。对于坏像素而言，假设其与这条线性相关图偏离Φ_k＝k·2π的相位偏移(k为整数)。然后可以由Φk的值校正每个“坏”像素的相位，其中选择k，使得校正的相位之间的像素误差和所确定的吸收梯度和相移之间的关系变为最小。

本发明的应用

本发明的主要应用在与微分相衬成像(DPCI)相关的所有模态中，即，静止透射几何结构(即乳房X射线照相术、荧光检查等)，而且也在计算层析成像(CT)或相关的旋转式X射线成像技术中。

尽管已经在附图和以上描述中详细例示和描述了本发明，但应当将这样的例示和描述视为例示性的或示范性的而非限制性的，这意味着本发明不限于所公开的实施例。通过研究附图、说明书和所附权利要求，本领域技术人员能够在实践所要求保护的本发明的过程当中理解并实施针对所公开的实施例的其他变型。在权利要求中，“包括”一词不排除其他元件或步骤，不定冠词“一”不排除复数。在互不相同的从属权利要求中陈述某些措施不表示不能有利地采用这些措施的组合。还还应当指出，不应将权利要求中的任何附图标记推断为对本发明的范围构成限制。

Claims (14)

1.一种用于减小诱发的相位误差对借助于电磁波或物质波为对象(O)成像的设备的图像质量的影响的装置，其中，所述对象导致所述电磁波或物质波根据局部折射率改变相位信息，所述设备包括用于发射穿透所述对象的所述电磁波或物质波的辐射源(S)、用于探测这些电磁波或物质波以生成所述对象(O)的吸收图像的辐射探测器(D)以及用于使用所述吸收图像的信息在垂直于干涉仪设备光轴(OA)的至少一个横向方向(x)上获得表示所述对象的局部相位梯度的信息的处理模块(μP)，

其中，所述装置还包括：

用于确定噪声像素的像素位置和/或确定所述局部相位梯度在所探测相位梯度图像的哪些像素位置超过预定义阈值并将所有这些像素标记为“坏”的模块，

用于对所述局部相位梯度执行线积分，从而产生积分相位梯度图像的模块，

用于分析所述积分相位梯度图像以用于已标记为“坏”的像素后方出现的特性线伪影的模块，并且

用于如果分析表明在通过标记为“坏”的像素之后持续有因为所述线积分诱发的紧邻线伪影之间的实测2π相位偏移误差或其整数倍的相位偏移误差，则在每个“坏”像素位置引入2π弧度或其整数倍的校正相位偏移，以便补偿这一2π相位偏移误差或其整数倍的相位偏移误差的模块。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述电磁波由X射线辐射给出。

3.根据权利要求2所述的装置，所述设备包括Talbot-Lau型基于DPCI的光栅干涉仪设备，用于利用所述干涉仪设备进行微分相衬成像，所述干涉仪设备包括：

-用于实现空间射束相干性的至少一个源光栅(G₀)，其被实现为具有周期性调制的透射的阵列孔掩模并且放在所述辐射源(S)紧后方的下游方向，

-至少一个具有周期性结构的衍射光栅(G₁)，其充当相移分束器，根据Talbot效应产生自成像，

-至少一个分析光栅(G₂)，其放在所述至少一个衍射光栅(G₁)后方且在所述辐射探测器(D)前方，其中所述辐射探测器包括具有周期性结构化衰减强度的波吸收器，适于对所述至少一个衍射光栅(G₁)进行自成像，以及

-大到足以在所述至少一个源光栅(G₀)和所述至少一个分析光栅(G₂)之间任何地方放置要成像的对象(O)的体积。

4.根据权利要求3所述的装置，所述设备包括至少一个致动器模块(AM)，用于沿着垂直于所述光轴(OA)且平行于执行相位步进方法时包含所述至少一个衍射光栅(G₁)的自成像的周期的至少一个横向方向(x)的方向偏移所述源光栅(G₀)、衍射光栅(G₁)和分析光栅(G₂)中的至少一个，并且还包括控制模块(μC)，用于控制所述致动器模块，使得所述源光栅(G₀)、衍射光栅(G₁)和分析光栅(G₂)中的至少一个根据所述相位步进方法偏移所述衍射光栅的自成像的周期的预定义分数倍。

5.根据权利要求4所述的装置，其中所述至少一个源光栅(G₀)被具有与所替换的至少一个源光栅(G₀)的孔对应的空间调制强度分布的波源替代或被至少一个点源的阵列替代，其中“点”表示小到足以满足空间相干性要求的发射区域。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述至少一个源光栅(G₀)和所述至少一个分析光栅(G₂)都被实现为周期性结构，所述周期性结构包括若干平行于第一方向(y)取向的条纹，所述第一方向垂直于所述光轴(OA)，用于生成干涉图案，所述干涉图案沿垂直于所述第一方向(y)且垂直于所述光轴(OA)的第二方向(x)基本获得周期性调制。

7.根据权利要求5所述的装置，其中所述至少一个源光栅(G0)和所述至少一个分析光栅(G2)都被实现为由二维阵列或栅格结构给出的周期性结构，其在至少两个方向(x和y)上呈现出周期性，所述至少两个方向垂直于所述光轴(OA)，用于生成干涉图案，所述干涉图案沿垂直于所述光轴(OA)的至少两个方向(x和y)基本获得周期性调制。

8.根据权利要求2所述的装置，其中利用编码孔测量所述局部相位梯度所述编码孔的特征是布置在所述辐射源(S)后方的至少两个结构化波吸收掩模，其中所述至少两个结构化波吸收掩模的第一掩模提供截面区域垂直于波束方向且彼此不交叠的多个波束，所述波束任选地穿透要成像的所述对象(O)，并且其中所述至少两个结构化波吸收掩模的第二掩模部分地覆盖所述波束的、被所述辐射探测器(D)探测之前的每个截面区域，其中所述第二掩模覆盖的每个波束的截面区域，以及所述辐射探测器(D)探测的信号，都取决于所述波束的与所述局部相位梯度 成比例的偏转。

9.一种用于减小诱发的相位误差对借助于电磁波或物质波为对象(O)成像的设备的图像质量的影响的方法，其中所述对象导致所述电磁波或物质波根据局部折射率改变相位信息，所述设备包括用于发射穿透所述对象的电磁波或物质波以生成所述对象(O)的吸收图像的辐射源(S)、用于探测这些电磁波或物质波的辐射探测器(D)和用于使用所述吸收图像的信息获得表示垂直于所述干涉仪设备光轴(OA)的至少一个横向方向(x)上的所述对象的局部相位梯度的信息的处理模块(μP)，

其中所述方法包括如下步骤：

确定噪声像素的像素位置和/或确定所述局部相位梯度在所探测相位梯度图像的哪些像素位置超过预定义阈值，并将所有这些像素标记为“坏”，

在所述局部相位梯度上进行线积分，从而产生积分相位梯度图像，

分析所述积分相位梯度图像以用于被标记为“坏”的像素后方的特性线伪影，并且

如果分析表明在通过标记为“坏”的像素之后持续有因为所述线积分诱发的紧邻线伪影之间的实测2π相位偏移误差或其整数倍的相位偏移误差，则在每个“坏”像素的位置引入2π弧度或其整数倍的校正相位偏移，以便补偿这一2π相位偏移误差或其整数倍的相位偏移误差。

10.根据权利要求9所述的方法，用于减少诱发的相位误差对用于硬X射线相衬成像的Talbot-Lau型基于DPCI的光栅干涉仪设备的图像质量的影响。

11.根据权利要求10所述的方法，在探测所探测X射线图像的干涉图案之内完全被“坏”像素围绕的图像区域的情况下，包括如下步骤：通过计算内部区域和外部区域上2π相位偏移误差的平均数目，并通过应用由最佳地配合到两个所计算平均值的差异的若干2π相位偏移之和给出的整区域相位校正偏移，估计这个图像区域之内2π相位偏移误差相对于这个图像区域外部的2π相位偏移误差数目的数目。

12.根据权利要求11所述的方法，包括如下步骤：根据所述“坏”像素附近的“好”像素的相位偏移内插“坏”像素的相位偏移。

13.根据权利要求12所述的方法，其中使用吸收图像的信息对“坏”像素的校正偏移进行更好的估计。

14.根据权利要求9所述的方法用于医疗X射线辐射照相术、3D旋转血管造影术或计算层析成像应用方案中，以用于增强所采集X射线图像的图像质量。